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国际空中机器人大赛,浙大ZMART获第一

“牧羊犬行动”成功赶了两只“羊”

发布时间:2016-10-10来源:浙大新闻办作者:朱原之 卢绍庆浏览次数:4011






    “场地上的羊在狼群的驱赶下四散奔跑,牧羊犬要躲过狼的追击,将羊赶回羊圈”——这是国际空中机器人比赛的裁判解说。9月下旬,在北京航空航天大学举行的2016年国际空中机器人大赛(亚太赛区)上,
浙江大学空中机器人队凭借十分钟内赶入两只羊的成绩获得第一名。
    
    
国际空中机器人大赛(International Aerial Robotics Competition, IARC),是专门针对飞行器创新设计与机器智能方面的重大国际赛事,由美国佐治亚理工学院的Robert Michelson教授于1991年创立。比赛通过设置具有挑战性的、实际意义的比赛任务推进空中机器人技术的进步。大赛至今已经成功完成了六个任务。这些任务在提出时是几乎不可能实现的,而当空中机器人最终完成任务时,其中的某些技术的水平都被提到了新的高度。
    
    
今年是这项赛事的第25年,来自亚太地区19支高校的团队挑战的是第七代任务“牧羊犬行动”
    
    
20米乘以20米见方的平地区域内,十只扫地机器“羊”围成一个圈,周围又围着四个配有不同高度竖杆的扫地机器人,作为障碍物,一只四旋翼空中小型机器“牧羊犬”已在场地一旁“待命”。一键启动,“牧羊犬”起飞,“羊群”和障碍物也在场地内朝各个方向散开。“牧羊犬”开始完全自主的、不依靠地面操控的“赶羊”任务,在十分钟内把七只“羊”赶入场地一侧绿线外的“羊圈”内才算完成任务。
    
    
今年出征的浙大空中机器人队(ZMART,ZJU Micro Aerial Robotics Team, ZMART)由来自控制科学与工程学院硕士、博士研究生和高年级本科生组成,智能与控制研究所的许超和张宇老师指导。ZMART参与了2012年和2014-2016年的国际空中机器人大赛,曾获得2015年最佳系统设计奖。今年队伍中既有参加了三届比赛的老队员,也有刚本科毕业的新队员。队员们各有各的长处,研究内容几乎覆盖了从最底层的电路、飞控、视觉,到最顶层的人工智能。
    
    
许超老师说,与已经被普遍用于航拍的一般无人机不同,参加国际空中机器人大赛挑战“牧羊犬行动”任务的无人机是完全自主的人工智能机器人,它在“牧羊”行动中展现出的一系列能力全都是靠机载设备自主实现的。
    
    
张宇老师介绍,不依靠GPS系统等外界帮助而具备自身定位和导航能力,以及计算出最科学的驱赶“羊群”策略,这是研发空中机器人最关键的两大难点。下达起飞指令后,无人机全程都要自主飞行、应对障碍物并驱赶扫地机器人。不仅要快、稳、准地移动、制导,还要像人一样具备全局策略和规划能力,这需要空中机器人完美融合导航定位、制导与控制、人工智能等多领域技术才有可能实现。
    
    
2016国际空中机器人大赛分美国赛区(8月2-4日)和亚太赛区(9月22-25日)举行。参赛国家和地区覆盖美国、中国、加拿大、印度、西班牙、埃及、阿联酋、土耳其、挪威、新加坡、西班牙、尼泊尔、中国香港和中国台湾。参赛队包括麻省理工学院、宾夕法尼亚大学、密歇根大学、佐治亚理工学院等高校,和清华大学、香港科技大学、浙江大学、北京航空航天大学、哈尔滨工业大学、南京航空航天大学、厦门大学、海军航空工程大学等国内高校。据介绍,美国赛区的最佳表现与ZMART的表现相近,因此目前仍没有参赛队完成任务7的目标,据大赛创立者Robert Michelson教授预计,还需要1-2年时间才能进展到任务7的对抗性比赛阶段。
    
    
(文 朱原之 / 摄影 卢绍庆)